Τύποι βακτηρίων που ζουν σε όξινο pH

Οι οργανισμοί που ζουν σε περιβάλλοντα που θα μπορούσαν να βλάψουν ή να σκοτώσουν τα περισσότερα πράγματα ονομάζονται ακροφύτες. Όταν αυτό το ακραίο περιβάλλον έχει πολύ χαμηλό pH, γενικά κάτω από τρία, είναι γνωστά ως acidophiles. Τα οξύφιλα βακτήρια ζουν σε μια ποικιλία μερών, από αεραγωγούς στο βυθό της θάλασσας έως θερμικά χαρακτηριστικά Το Yellowstone στο ανθρώπινο στομάχι, και όλα έχουν προσαρμογές για να τους βοηθήσουν να επιβιώσουν υπό σκληρές, όξινες συνθήκες.

Το Helicobacter pylori είναι ένα είδος βακτηρίων που βρίσκεται στο στομάχι του ανθρώπου και είναι υπεύθυνο για το 80 έως 90 τοις εκατό των ελκών του στομάχου (βλ. Αναφορά 3). Έχει σχήμα βίδας με διάφορα μαστίγια που το βοηθούν να κινείται. Το ανθρώπινο στομάχι μπορεί να έχει pH τόσο χαμηλό όσο δύο, αρκετά όξινο για να μετουσιώσει τις πρωτεΐνες, να αρχίσει να χωνεύει την τροφή σας και να σκοτώνει τα περισσότερα βακτήρια. Το Helicobacter pylori είναι acidophilic, αλλά θα προτιμούσε να μην ξοδεύει ενέργεια διατηρώντας τον εαυτό του ασφαλή από τις βλαβερές επιδράσεις του οξέος, οπότε ξοδεύει μεγάλο μέρος του χρόνου του μέσα στο στομάχι βλέννα. Όταν χρειάζεται να μετακινηθεί από μέρος σε μέρος, μονώνεται με μια προστατευτική φυσαλίδα ρυθμιστικού διαλύματος που εξουδετερώνει το οξύ.

Το Thiobacillus acidophilus είναι ένα παράδειγμα θερμο-οξύφιλου, που σημαίνει ένα βακτήριο που του αρέσει τόσο πολύ ζεστό όσο και εξαιρετικά όξινο περιβάλλον. Βρίσκεται σε όξινες θερμοσίφωνες στο εθνικό πάρκο Yellowstone, καθώς και σε άλλα μέρη. Είναι επίσης ενδιαφέρον γιατί είναι ικανό για φωτοσύνθεση, ή να πάρει την ενέργειά του από τον ήλιο. Όπως τα περισσότερα οξέαφιλα βακτήρια, επιβιώνει χρησιμοποιώντας μια πολύ αποτελεσματική αντλία πρωτονίων για να αποτρέψει την είσοδο πάρα πολλών ατόμων υδρογόνου και την αλλαγή του εσωτερικού της pH.

Τα περισσότερα οξύφιλα βακτήρια χρησιμοποιούν προσαρμογές για να διατηρήσουν το εσωτερικό τους ουδέτερο ρΗ έτσι ώστε το οξύ να μην μετουσιωθεί τις πρωτεΐνες τους, αλλά το Acetobacter aceti έχει τροποποιήσει τις πρωτεΐνες του έτσι ώστε να μην βλάπτονται από όξινα περιβάλλοντα. Μια μελέτη στην εφαρμοσμένη περιβαλλοντική μικροβιολογία βρήκε περισσότερες από 50 εξειδικευμένες πρωτεΐνες που είχαν εξελιχθεί για να βοηθήσουν το βακτήριο να αντιμετωπίσει όξινες καταστάσεις. Όλη αυτή η προσαρμογή είναι καλή για τον άνθρωπο, καθώς χρησιμοποιούμε αυτό το είδος για να δημιουργήσουμε οξικό οξύ ή ξύδι, για χιλιάδες χρόνια.

Στη βαθιά θάλασσα όπου δεν διεισδύει φως, οι θερμικοί αεραγωγοί στον πυθμένα της θάλασσας εκπέμπουν οξύ και άλλα τοξικά υλικά. Αυτά τα ανοίγματα αποτελούν τη βάση για ένα απίστευτο οικοσύστημα. Ένα μύδι που ζει μεταξύ των θερμικών αεραγωγών έχει μια συμβιωτική σχέση με Oligotropha corboxydovorans. Το μύδι παρέχει ένα σπίτι και τα βακτήρια καταναλώνουν υδρογόνο για να κάνουν ενέργεια και για τα δύο. Τα άτομα υδρογόνου καθιστούν τα συστήματα όξινα και αυτά τα βακτήρια έχουν βρει έναν τρόπο να χρησιμοποιήσουν το υδρογόνο και να μετατραπούν σε μικροσκοπικές κυψέλες καυσίμου.